Colonna a parete bagnata
La colonna a parete bagnata (o colonna a film cadente) è un'apparecchiatura utilizzata per mettere in contatto tra loro due correnti fluide (in genere una corrente gassosa e una corrente liquida), allo scopo di ottenere lo scambio di materia tra le due fasi. Una colonna a parete bagnata è essenzialmente costituita da un recipiente verticale a forma di tubo: la corrente liquida scorre lungo la parete interna del tubo, mentre la corrente gassosa scorre al centro del tubo.
Funzionamento
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Nel caso più comune, i fluidi che attraversano la colonna sono una corrente liquida e una corrente gassosa: il liquido è distribuito dall'alto lungo il bordo della colonna, in modo tale che durante la discesa si ha la formazione di un film di liquido che ricopre la superficie interna dell'apparecchiatura;[1] la corrente gassosa invece viene introdotta dal basso della colonna, e durante la sua risalita incontra la fase liquida in controcorrente. In corrispondenza dell'interfaccia di separazione gas-liquido avviene il processo di scambio di materia (ad esempio assorbimento gas-liquido).
Tale apparecchiatura può essere utilizzata anche per mettere in contatto due liquidi (tra loro immiscibili) in equicorrente.[2]
Utilizzi
modificaLa colonna a parete bagnata viene utilizzata generalmente in laboratorio (ad esempio per la misurazione sperimentale dei coefficienti di scambio di materia[1]) a causa della facilità di modellazione. Non viene invece utilizzata in ambito industriale in quanto, a parità di ingombro dell'apparecchiatura, i valori dell'area della superficie di scambio e dell'hold-up di liquido sono modesti rispetto ad altri contattori gas-liquido (quali ad esempio la colonna a riempimento o la colonna a piatti).
Applicazioni nell'ambito della ricerca
modificaA causa della sua facilità di modellazione, la colonna a parete bagnata si presta ad essere utilizzata nell'ambito della ricerca. I risultati ottenuti possono essere sfruttati con la dovuta cautela per comprendere il funzionamento di apparecchiature più complesse (ad esempio colonne a piatti e colonne a riempimento).
Ad esempio nel 1934 Edwin R. Gilliland e Thomas Kilgore Sherwood hanno utilizzato una colonna a parete bagnata per ottenere la seguente correlazione sperimentale riguardante il fenomeno del trasporto di materia tra un liquido e un gas:[3]
- Sh = 0,023 Re0,83 × Sc0,44
in cui:
- Sh è il numero di Sherwood
- Re è il numero di Reynolds
- Sc è il numero di Schmidt.
Note
modificaBibliografia
modifica- (EN) Binay K. Dutta, Principles of Mass Transfer and Separation Processes, Nuova Delhi, Prentice-Hall of India Private Limited, 2007, ISBN 8120329902.
- (EN) Robert S. Brodkey, Harry C. Hershey, Transport Phenomena: A Unified Approach, Brodkey Publishing, 2003, ISBN 0972663584.
- (EN) W.J. Thomas, Stanislaw Portalski, Hydrodynamics of Countercurrent Flow in Wetted-Wall Columns, in Industrial & Engineering Chemistry, vol. 50, n. 7, ACS Publications, luglio 1958, pp. pp. 1081–1088, DOI:10.1021/ie50583a049.
- (EN) Satoru Asai, Junichi Hatanaka , Toshiya Kimura , Hidekazu Yoshizawa, Mass transfer in wetted-wall column with cocurrent laminar liquid-liquid flow, in Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 26, n. 3, ACS Publications, marzo 1987, pp. pp. 483–488, DOI:10.1021/ie00063a014.
